六溴环十二烷暴露对红鳍笛鲷脑乙酰胆碱酯酶和组织氧化应激的影响及评价

陈海刚，巩秀玉，张喆，马胜伟，张林宝，胡莹，蔡文贵，贾晓平

中国水产科学研究院南海水产研究所，广东省渔业生态环境重点实验室，农业部南海渔业资源开发利用重点实验室，农业部南海渔业资源环境科学观测实验站，广东510300

六溴环十二烷暴露对红鳍笛鲷脑乙酰胆碱酯酶和组织氧化应激的影响及评价

陈海刚，巩秀玉，张喆，马胜伟，张林宝，胡莹，蔡文贵，贾晓平*

中国水产科学研究院南海水产研究所，广东省渔业生态环境重点实验室，农业部南海渔业资源开发利用重点实验室，农业部南海渔业资源环境科学观测实验站，广东510300

六溴环十二烷(C12H18Br6，简称HBCD)是近年来在环境中广受关注的优先污染物和高产量化学品。实验室条件下以红鳍笛鲷为研究对象，选取其脑组织非特异性生物标志物超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferases,GST)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)及特异性生物标志物乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)为指标研究了不同浓度HBCD溶液(8.6 μg·L-1、43.0 μg·L-1和215 μg·L-1)暴露96 h对红鳍笛鲷脑组织的氧化损伤和神经毒性效应，同时结合综合生物标志物响应指数(integrated biomarker responses index,IBR)，对HBCD造成的胁迫水平和毒性效应进行评价。结果表明：HBCD对红鳍笛鲷脑组织中SOD活性和GST活性表现出不同程度的诱导效应，其中暴露初期SOD活性与HBCD浓度呈正相关，但随暴露时间延长与HBCD浓度呈负相关；HBCD对MDA含量和AChE活性表现出诱导或抑制且存在剂量依赖性，低浓度组MDA含量表现为先抑制后诱导的过程，AChE活性表现为先诱导后抑制；中浓度组MDA含量和AChE均表现为抑制效应；高浓度组MDA含量表现为先诱导后抑制的过程，AChE活性表现为先抑制后诱导。IBR分析结果表明4种生物标志物对HBCD胁迫的敏感性分别为SOD>GST>AChE>MDA，且中、高浓度组的胁迫效应最明显。

六溴环十二烷；红鳍笛鲷；乙酰胆碱酯酶；氧化应激；综合生物标志物响应指数

陈海刚,巩秀玉,张喆,等.六溴环十二烷暴露对红鳍笛鲷脑乙酰胆碱酯酶和组织氧化应激的影响及评价[J].生态毒理学报，2016,11(3):243-250

Chen H G,Gong X Y,Zhang Z,et al.Evaluation on effects of hexabromocyclododecane on acetylcholinesterase and oxidative stress in the brain of juvenile crimson snapper(Lutjanus erythopterus)[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11(3):243-250(in Chinese)

随着工业生产和相关需求的不断发展，一些工业原料及产品在环境中的残留污染问题日益严重。六溴环十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)是一种高溴含量的脂环族添加型阻燃剂，广泛用于聚苯乙烯保温材料、纺织品包被材料以及电子和电气产品中[1]。工业生产中HBCD并没有与商品共价结合形成聚合物，它们在商品的使用过程中或产品废弃后很容易释放到环境中[2]。当前，由于HBCD等阻燃剂的大量生产和使用，其潜在的迁移作用导致全球环境中如大气、土壤、沉积物、水体、食物甚至母乳中已普遍检测出HBCD的存在[2]。水体中HBCDs浓度最高可达20 300 μg·L-1[3]，但目前关于国内水体中HBCDs浓度的报道较少。Tanabe等[4]调查了日本和中国南部海岸溴代阻燃剂的含量水平，发现近年来海洋哺乳动物中HBCDs的含量已超过多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)。在中国，Xian等[5]首次报道了长江流域鱼体中HBCDs的含量在12～330 ng·g-1(脂重)，这比欧洲淡水鱼的0.10～1.9 ng·g-1(脂重)和北美一些湖泊如温尼伯湖和安大略湖鱼体的3.0～78 ng·g-1(脂重)含量要高。HBCD作为PBDEs的替代品，由于其产量高及具有与持久性有机污染物(persistent organic pollutants，POPs)类似的特征，其环境持久性、生物积累性和潜在毒性已经引起了人们的广泛关注，被欧洲化学品管理局定义为优先污染物和高产量化学品[6]。因此研究HBCD对鱼类的毒理学效应，对正确反映水环境中HBCD污染持久性及其对周围水生生态系统可能产生的潜在风险具有重要意义。

鱼作为食物链中的高级消费者，污染物在其体内可以被生物富集和放大，因此研究污染物对鱼类的毒性效应在环境科学领域得到了广泛的关注。鱼体内抗氧化系统中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferases,GST)活性和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量的变化与生物体受胁迫程度存在密切的关系，常被用以警示性指示环境污染的变化[7-8]。乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)是生物神经传导中的一种关键酶，作为经典的毒理学指标可以反映水鱼类受到污染物胁迫的危害程度[9]。红鳍笛鲷是我国热带亚热带地区大规模养殖的重要经济鱼类，近年来已有报道用红鳍笛鲷作为受试生物进行毒理学研究[9-10]。目前HBCD对动物的神经发育和甲状腺激素效应等毒性效应研究国内外已有报道，但实验动物主要集中在大鼠或部分水生生物[11-12]，关于HBCD亚急性暴露对红鳍笛鲷等海洋鱼类脑组织AChE活性及抗氧化防御系统的影响还未见报道。本研究以红鳍笛鲷为受试生物，研究了HBCD对红鳍笛鲷脑组织SOD活性、GST活性、AChE活性和MDA含量的影响，并基于综合生物标志物响应指数评价4个指标作为溴代阻燃剂生物标志物的可能性，以便为我国渔业资源和水生态系统的保护提供理论依据。

1 材料与方法（Materials and methods）

1.1 仪器与试剂

实验仪器：UV-7504单光束紫外可见分光光度计(江苏省常州市诺基仪器有限公司)；5415型台式离心机(德国Eppendorf公司)。

实验试剂：HBCD纯度97%(Sigma公司)。蛋白试剂盒、SOD试剂盒、MDA试剂盒、GST试剂盒和AChE试剂盒，均购于南京建成生物工程研究所。实验过程中所用其余试剂均为市售分析纯药品。

1.2 实验材料

红鳍笛鲷幼鱼，体长26.13～34.20 mm，体质量1.35～1.87 g，购自海南陵水县新村镇附近育苗场。养殖容器为500 L圆形玻璃钢材质育苗桶，暂养7 d后，选取活泼健康幼鱼进行实验。实验海水取自育苗场附近，经沉淀池沉淀和砂滤后待用。实验期间海水pH值为7.6～7.8，盐度为35‰～37‰，温度为25.7～27.3℃。每天定时投喂饲料，待进食5 min后吸出底部食物残渣，实验过程中昼夜曝氧。

1.3 实验方法

1.3.1 浓度设置

称取适量HBCD，用无水乙醇溶解，配制成1 g· L-1的HBCD-乙醇储备液，于4℃避光保存，实验时根据需要将储备液进行稀释。参照急性毒性预实验结果(96 h时10 mg·L-1浓度组实验鱼无死亡)，设置3个HBCD处理组(8.6 μg·L-1、43.0 μg·L-1和215 μg·L-1)，同时以乙醇溶液(V(乙醇)：V(水)=0.5‰)作为对照组进行96 h半静水暴露实验。实验容器为100 L正方形玻璃缸，每个容器加入暴露溶液60 L，投放健康幼鱼20尾。分别在实验进行的24 h、48 h和96 h进行取样测试。

1.3.2 生化指标测定

每组各取5尾鱼，洁净海水冲洗后置于冰盘内，快速解剖并取其脑组织，0.86%预冷生理盐水淋洗并用滤纸擦干后，按1/10～1/5的比例(组织质量(g)/缓冲液体积(mL))用预冷的Tris-HCl缓冲液(0.01 mol·L-1Tris，0.25 mol·L-1蔗糖，0.1 mmol·L-1乙二胺四乙酸二钠，pH 7.5)匀浆，4 000 r·min-1离心10 min后，立即取上清液进行蛋白质含量和相关指标的测定。各生化指标的测定方法和计算按照蛋白质试剂盒、SOD试剂盒、MDA试剂盒、GST试剂盒和AChE试剂盒(南京建成生物工程研究所)的使用说明操作。

1.3.3 综合生物标志物响应指数评价

参照Beliaeff等的方法[13]对红鳍笛鲷脑组织4种酶进行综合生物标志物响应指数(integrated biomarker responses index,IBR)进行评价。该方法利用星状图表示每个站位(实验组)上各生物标志物测定结果的赋值，通过计算星状图面积得到某站位(实验组)的IBR值，以区分不同站位(实验组)之间污染程度(胁迫程度)。IBR值进行污染水平划分IBR值越大，表明生物所受影响越大。

1.3.4 数据分析

采用软件SPSS 18.0对实验结果进行one-way ANOVA方差分析，方差齐时直接采用LSD分析，不齐时采用Tamhanes's T2分析。统计结果用平均值±标准偏差(Mean±SD)表示，P<0.05认为具有显著相关性，P<0.01认为具有极显著相关性。

2 结果（Results）

2.1 HBCD溶液对红鳍笛鲷脑组织几种生物标志物的影响

HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织SOD酶活力的影响如图1(a)所示。从图中可见，HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织SOD活性有明显的诱导作用：HBCD溶液暴露24 h后脑组织中SOD活力被极显著性诱导(P<0.01)、SOD活性随HBCD暴露浓度升高而增加，高浓度组SOD活性诱导率达38.3%；48 h时低、中浓度组脑组织SOD活性与对照组差别不大(P>0.05)，高浓度组SOD活性则被显著性诱导(P<0.01)；随HBCD暴露时间延长，96 h时各浓度组SOD活性均被极显著性诱导(P<0.01)，诱导率范围为37.8%～80.8%，且随HBCD溶液浓度升高而活性降低。

图1(b)为HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织MDA含量的影响。MDA含量的变化从图中可以看出：相对于对照组，低浓度组MDA含量随时间变化呈现“降低-恢复-升高”的变化规律，且受到的诱导或抑制作用均极显著(P<0.01)；中浓度MDA含量在暴露的24 h显著低于对照组(P<0.01)，之后随暴露时间与对照组无显著差异(P>0.05)；高浓度组MDA含量呈现先升高后降低的变化规律，与对照组比较差异性显著(P<0.05)，其中48 h的诱导率最高、为54.5%。

图1(c)为HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织GST活性的影响。从图中可见：HBCD暴露初期对GST活性无显著性影响(P>0.05)，各浓度组GST活性与对照组差别不大；随HBCD暴露时间延长，96 h时GST活性均受到显著的诱导作用(P<0.05)，低、中和高浓度组的诱导率分别为75.4%、124.9%和42.4%。

图1 HBCD溶液对红鳍笛鲷脑组织生物标志物的影响

图2 HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织生物标志物的星状图和IBR值

HBCD溶液暴露对红鳍笛鲷脑组织AChE活性的影响如图1(d)所示。从图中可以看出：暴露24 h后，HBCD低浓度组对脑组织AChE活性呈极显著的诱导作用(P<0.01)，中、高浓度组则以显著的抑制作用为主(P<0.01)；暴露时间延长至48 h后，低浓度组AChE活性降低并显著低于对照组，中、高浓度组AChE活性升高并显著高于对照组(P<0.01)；随暴露时间延长至96 h，中、高浓度组AChE活性均降低并显著低于对照组(P<0.01)。

2.2 红鳍笛鲷脑组织生物标志物对HBCD胁迫的综合响应

HBCD溶液红鳍笛鲷脑组织生物标志物对HBCD溶液暴露的综合响应如图2(a)、图2(b)和图2(c)所示。从中可见，暴露时间和暴露浓度对红鳍笛鲷脑组织各生物标志物的得分有较大影响。HBCD溶液暴露24 h后，SOD、MDA、GST和AChE 4种生物标志物的最高分值分别出现在对照组、8.6 μg·L-1浓度组、对照组和43 μg·L-1浓度组；之后随暴露时间延长至48 h，4种生物标志物的最高分值均出现在215 μg·L-1浓度组，分别为1.88、2.77、1.02和2.65；HBCD溶液暴露96 h后，4种生物标志物的最高分值出现浓度呈较大差异，SOD最高分值出现在8.6 μg·L-1浓度组、MDA出现在215 μg·L-1浓度组、GST和AChE均出现在43 μg·L-1浓度组。

图2(d)为红鳍笛鲷脑组织综合生物标志物响应指数随暴露时间和暴露浓度的变化规律。从IBR值随暴露浓度的变化规律可以看出，IBR值与HBCD溶液浓度存在明显的相关性，其最大值出现在暴露48 h的215 μg·L-1浓度组、为6.17，其次为96 h的43 μg·L-1浓度组、为2.30，对照组的IBR值较低、变化范围为0.41～1.32。IBR值随暴露时间也呈现明显的变化规律，对照组和低浓度组的IBR值随暴露时间延长变化不明显，中浓度组IBR值呈升高的变化，高浓度组IBR值先升高后降低。根据IBR值可以判定，暴露24 h时HBCD对红鳍笛鲷脑组织的胁迫效应不明显，48 h时高浓度组的胁迫效应最大，96 h时中浓度组HBCD的胁迫效应最大。

3 讨论（Discussion）

McCord等[14]发现超氧化物歧化酶(SOD)清除氧自由基的重要作用以来，活性氧(reactive oxygen species,ROS)伤害学说被广泛用于生物体的抗逆生理学机制的研究。正常情况下，机体内自由基的产生与清除保持着动态平衡。但某些外源性化合物可使机体的氧化与抗氧化失衡，导致机体的氧化应激，自由基反应是污染物产生毒性效应的重要机理之一[15]。

鱼类生理、生殖等重要行为是由神经及内分泌系统协调控制的，因此对鱼类脑组织脑生理生化指标的研究将有助于了解HBCD对红鳍笛鲷的毒性效应机制，脑组织AChE较早用于监测和评价水体中有机磷杀虫剂的污染和毒性。本实验中SOD活性和MDA含量的变化初步揭示了HBCD导致红鳍笛鲷脑组织损伤过程中自由基产生的机理：HBCD溶液暴露24 h，外源化合物初期胁迫使得机体抗氧化酶SOD的活性显著升高(P<0.01)，由于SOD对自由基的清除作用此时MDA含量明显下降；随着HBCD溶液暴露时间延长至48 h，高浓度组SOD活性受到诱导增加量不足以清除机体内自由基的产生，此时MDA含量显著高于对照组(P<0.01)。这与吴艳娣等[16]对斑马鱼的研究结果相一致，他们发现低浓度组HBCD(0.1 mg·L-1)可诱导斑马鱼SOD活力显著升高。类似的结果也出现在Zhang等[12]的实验中，正常环境浓度水平(0.086～8.6 μg·L-1)的HBCD溶液对菲律宾蛤仔鳃和消化腺SOD、GST和GSH的影响主要表现为诱导效应，且随着暴露浓度升高，抗氧化酶的活性也逐渐升高，呈明显的剂量-效应关系。这些现象均表明，一般正常生理条件下，在污染物浓度较低或者胁迫时间较短时，生物体内的SOD活性得到诱导并与活性氧自由基结合，从而消除或减弱污染物诱导的氧化损伤。但随着暴露时间延长，污染物对抗氧化系统的损害导致这种平衡遭受破坏，造成各种氧自由基的积累而引起毒害。王玲等[17]研究了HBCD对生长阶段文昌鱼几种重要酶活性的影响，结果发现文昌鱼在低浓度HBCD中时其ALP、ACP、SOD和CAT表现出一定的应激反应，当水体浓度HBCD增加时，其对应的ALP、ACP、SOD和CAT不同程度受到抑制，免疫下降，生长速度缓慢。本实验中也可以观察到，HBCD溶液暴露96 h时各浓度组SOD活性尽管仍显著高于对照组(P<0.01)，但随着浓度增加SOD活性呈下降趋势，吴艳娣等[16]对斑马鱼的相关研究结果也发现高浓度组HBCD呈现明显的抑制效应。在本实验中还发现，尽管96 h时随HBCD浓度升高SOD活性下降，中、高浓度组MDA含量则显著低于对照组(P <0.05)，这反映了GST清除自由基的能力。GST的功能是催化GSH与亲电子化合物反应，生成无毒性或毒性小的GSH硫结合物，或者催化有机过氧化物还原成相应的醇。张辉[18]的研究也发现，相对较低的HBCD暴露浓度(0.086～8.6 μg·L-1)可诱导菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊组织中GST活性显著升高，并推断GST活性出现的短暂峰值可能是脂质过氧化和DNA损伤的结果。本实验结果也进一步揭示了生物体通过调节相关酶的合成，可有效适应环境胁迫引起的氧化损伤等代谢变化。

AChE广泛存在脊椎动物和无脊椎动物体内，在生物体的神经冲动传递过程中起重要作用，一直被广泛用作监测环境中有机磷农药、重金属和有机物污染的特异敏感性方法，并在海洋污染监测中得到了广泛应用[9,19]。一般认为，20%以上的AChE抑制证明暴露作用的存在，50%以上的AChE抑制表明对生物的生存有危害。如Pereira等[20]观察了硫丹对斑马鱼的毒性暴露情况，结果发现浓度2.4 g· L-1的硫丹染毒96 h后，斑马鱼脑AChE活性抑制率可达40%左右，并能损害鱼的神经运动控制能力，如减少线形交汇点、游动距离、平均游速和身体转角，表现出明显的毒性效应。在本研究发现，24 h、48 h和96 h时AChE活性最高抑制率分别为25.5%、25.7%和28.1%，表明了HBCD暴露作用的存在。但48 h时中、高浓度组AChE活性都有显著上升，诱导率分别为11.3%和67.9%，这种现象的产生可能是特定浓度的HBCD激发了AChE的合成，从而促使其含量明显上升[21]。王雅静[22]研究HBCD对黑点青鳉仔鱼神经系统和运动影响的实验中发现，0.2～20 nmol·L-1浓度的HBCD暴露15 d后，青鳉仔鱼AChE活性在各暴露组分别升高0.15、0.17和0.17倍。笔者曾研究TBTCl对红鳍笛鲷脑组织AChE活性影响，结果发现低浓度组TBTCl对红鳍笛鲷脑组织AChE活性有明显的抑制作用，而高浓度AChE活性表现为先被促进后被抑制的变化趋势[9]，与本研究结果类似。上述研究结果也进一步提示我们，在研究中应尝试将多种酶(如SOD、GST等)与AChE联合作为生物标志物的进行污染胁迫的特异性监测，以使实验结果更具准确性和可靠性。

生物标志物是环境污染物筛选和监测的一种颇有前景的工具，但如何将其变化特征与污染物对生物的实际毒性联系起来是一个长期未能很好解决的问题。如不同个体、不同污染物种类、不同浓度和暴露时间均可影响生物标志物的剂量-效应关系[23]。此外，特别是应用单一生物标志物对水体进行实际监测时，受试组织体形和生长期等生命性参数以及温度、盐度、pH值等环境参数的差异也不能忽略，有时外界条件对酶的影响会超过污染物本身的抑制力[23]。为了更好地满足某一海域环境质量综合评价的需要，Beliaeff等[13]于2002年建立了综合生物标志物响应指数，该方法即可用于野外研究中，也可用于室内试验。野外研究中IBR值可以识别不同地点、不同采样时期的污染水平；室内试验中，IBR可用于定量评价某种污染物对生物的毒理影响。本研究中根据SOD、MDA、GST和AChE的测定值，计算了各暴露组在不同暴露时间的IBR值并绘制了IBR星状图。从星状图的变化可以看出，IBR值与污染物浓度存在明显的正相关，48 h时4种生物标志物的最高分值均出现在高浓度组(215 μg·L-1)；96 h时各生物标志物的分值情况分别为SOD最高值(1.32)出现在8.6 μg·L-1浓度组、MDA(0.96)出现在215 μg ·L-1浓度组、GST(2.95)和AChE(1.17)均出现在43 μg·L-1浓度组，从而也可以判断出4种生物标志物对HBCD胁迫的敏感性分别为SOD>GST>AChE> MDA。从IBR值随暴露时间和浓度的变化规律同样可以看出，IBR值与HBCD溶液浓度和暴露时间均存在相关性，从浓度看48 h高浓度组的胁迫效应最显著，96 h时中浓度组的胁迫效应最明显；从时间看对照组和低浓度组的IBR值随暴露时间延长变化不明显，中浓度组IBR值呈升高的变化，高浓度组IBR值先升高后降低。经过比较发现，上述星状图和IBR值的变化与SOD和AChE酶活的变化规律也具有较好的一致性，表明了IBR评价方法的可信性。Beliaeff等[13]利用紫贻贝鳃GST、AChE和消化腺GST、CAT几种生物标志物实测结果，采用综合生物标志物相应指数计算IBR值，可清晰地将不同站位的PAH和PCB污染程度的时空差异分辨开来。蒋玫等[24]在实验室条件下研究了0#柴油和平湖原油胁迫下的缢蛏体内典型抗氧化酶SOD、CAT、GST和POD的变化规律，并基于综合生物标志物相应指数评价了IBR数值，结果发现IBR数值显示出高浓度0#柴油能够引起最为显著的生物效应变化，且0#柴油生物毒性大于平湖原油生物毒性，这一结论与贾晓平等[25]和黄南建等[26]得出的0#柴油毒性高于原油的实验结果相一致。上述研究均表明IBR作为多生物标志物的综合评价指数，在评价环境污染逆境的指示因子及生态风险方面具有较好的生态学意义。

（References）：

[1] Covaci A,Gerecke A C,Law R J,et al.Hexabromocyclododecanes(HBCDs)in the environment and humans: A review[J].Environmental Science&Technology, 2006,40(12):3679-3688

[2] Alaee M,Arias P,Sjödin A,et al.An overview of commercially used brominated flame retardants,their applications,their use patterns in different countries/regions and possible modes of release[J].Environment International, 2003,29(6):683-689

[3] Petersen M,Hamm S,Schäfer A,et al.Comparative GC/ MS and LC/MS detection of hexabromocyclododecane (HBCD)in soil and water samples[J].Organohalogen Compound,2004,66:224-231

[4] Tanabe S.Temporal trends of brominated flame retardants in coastal waters of Japan and South China:Retrospective monitoring study using archived samples from es-Bank, Ehime University,Japan[J].Marine Pollution Bulletin, 2008,57(6):267-274

[5] Xian Q M,Ramu K,Isobe T,et al.Levels and body distribution of polybrominated diphenyl ethers(PBDEs)and hexabromocyclododecanes(HBCDs)in freshwater fishes from the Yangtze River,China[J].Chemosphere,2008, 71(2):268-276

[6] Yu Z Q,Peng P A,Sheng G Y,et al.Determination ofhexabromocyclododecane diastereoisomers in air and soil by liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A,2008,1190 (1):74-79

[7] Song S B,Xu Y,Zhou B S.Effects of hexachlorobenzene on antioxidant status of liver and brain of common carp (Cyprinus carpio)[J].Chemosphere,2006,65(4):699-706

[8] 张林宝,吴惠丰,孙伟,等.菲律宾蛤仔对镉,铜暴露的蓄积作用及其抗氧化酶系统的响应研究[J].南方水产科学,2013,9(5):64-70

Zhang L B,Wu H F,Sun W,et al.Bioaccumulation and antioxidant responses in Manila clam(Ruditapes philippinarum)under cadmium and copper exposure[J].South China Fisheries Science,2013,9(5):64-70(in Chinese)

[9] 陈海刚,蔡文贵,秦洁芳,等.三丁基氯化锡对红鳍笛鲷的急性毒性及不同组织生化指标的影响[J].生态毒理学报,2011,6(5):532-538

Chen H G,Cai W G,Qin J F,et al.Acute toxicity and biochemical effect of tributyltin chloride on juvenile crimson snapper(Lutjanus erythopterus)[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2011,6(5):532-538(in Chinese)

[10] 杨涛,陈海刚,蔡文贵,等.菲胁迫对红鳍笛鲷急,慢性毒性效应的研究[J].水产学报,2011,35(2):298-304

Yang T,Chen H G,Cai W G,et al.Acute and chronic toxicity effects of phenanthrene in seawater on crimson snapper(Lutianus erythropterus)[J].Journal of Fisheries of China,2011,35(2):298-304(in Chinese)

[11] 刘园园,冀秀玲,沈群辉,等.六溴环十二烷及其复合污染脑发育期暴露对大鼠甲状腺激素代谢过程的影响[J].生态环境学报,2012,21(9):1614-1619

Liu Y Y,Ji X L,Shen Q H,et al.Disrupting effects of hexabromocyclododecane(HBCD)and its complex compounds on rat thyroid hormone metabolism after developmental exposure[J].Ecology and Environmental Sciences,2012,21(9):1614-1619(in Chinese)

[12] Zhang H,Pan L Q,Tao Y X.Antioxidant responses in clamVenerupis philippinarumexposed to environmental pollutant hexabromocyclododecane[J].Environmental Science and Pollution Research,2014,21(13):8206-8215

[13] Beliaeff B,Burgeot T.Integrated biomarker response:A useful tool for ecological risk assessment[J].Environmental Toxicology and Chemistry,2002,21(6):1316-1322

[14] McCord J M,Fridovich I.Superoxide dismutase an enzymic function for erythrocuprein(hemocuprein)[J].Journal of Biological Chemistry,1969,244(22):6049-6055

[15] 安鑫龙,周启星.有毒污染物对生物体的毒性效应与自由基反应[J].生物学通报,2006,41(2):1-3

An X L,Zhou Q X.Toxic effects and free radical reaction of toxic pollutants on living organisms[J].Bulletin of Biological,2006,41(2):1-3(in Chinese)

[16] 吴艳娣.几种典型持久性有机污染物对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究[D].武汉:华中农业大学,2008:42-46

Wu Y D.Study on the toxicity of several typical POPs exposed to zebrafish(Danio rerio)embryos[D].Wuhan: Huazhong Agricultural University,2008:42-46(in Chinese)

[17] 王玲,郑明刚,仝艳丽,等.六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)暴露对生长阶段文昌鱼的毒性及其几种重要酶活性的影响[J].环境科学学报,2011,31 (5):1086-1091

Wang L,Zheng M G,Tong Y L,et al.Effect of immune-related enzymes in amphioxus exposed to waterborne hexabromocyclododecane(HBCD)[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2011,31(5):1086-1091(in Chinese)

[18] 张辉.六溴环十二烷(HBCD)和菲(PHE)对菲律宾蛤仔毒性效应与污染检测技术的研究[D].青岛:中国海洋大学,2013:31-37

Zhang H.Study on toxicity assessment and detection technology of hexabromocyclododecane and phenanthrene on Venerupis philippinarum[D].Qingdao:Ocean University of China,2013:31-37(in Chinese)

[19] Payne J F,Mathieu A,Melvin W,et al.Acetylcholinesterase,an old biomarker with a new future?Field trials in association with two urban rivers and a paper mill in Newfound land[J].Marine Pollution Bulletin,1996,32(2): 225-231

[20] Pereira V M,Bortolotto J W,Kist L W,et al.Endosulfan exposure inhibits brain AChE activity and impairs swimming performance in adult zebrafish(Danio rerio)[J]. Neurotoxicology,2012,33(3):469-475

[21] Morgan M J,Fancey L L,Kiceniuk J W.Response and recovery of brain acetylcholinesterase activity in Atlantic salmon(Salmo salar)exposed to fenitrothion[J].Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,1990,47(9): 1652-1654

[22] 王雅静.六溴环十二烷(HBCD)对黑点青鳉仔鱼神经系统和运动影响的研究[D].厦门:厦门大学,2014:45-48

Wang Y J.Effects of hexabromocyclododecane on nervous system and movement ability ofOryzias melastigma larvae[D].Xiamen:Xiamen University,2014:45-48(in Chinese)

[23] 崔静,陆光华.乙酰胆碱酯酶作为水体中杀虫剂污染生物标志物的评价与展望[J].现代生物医学进展, 2009,9(7):1384-1386

Cui J,Lu G H.Evaluation and prospect on acetylcholinesterase(AChE)as a biomarker of pesticides pollution in water body[J].Progress in Modern Biomedicine,2009,9 (7):1384-1386(in Chinese)

[24] 蒋玫,李磊,沈新强,等.基于综合生物标志物响应指数评价0#柴油和平湖原油胁迫下的缢蛏(Sinonovacula constricta)毒性效应[J].环境科学学报,2015,35(4): 1174-1182

Jiang M,Li L,Shen X Q,et al.Investigation of toxic effects of No.0 fuel oil and Pinghu crude oil onSinonovacula constrictaby using integrated biomarker responses [J].Acta Scientiae Circumstantiae,2015,35(4):1174-1182(in Chinese)

[25] 贾晓平,林钦,蔡文贵,等.原油和燃油对南海重要海水增养殖生物的急性毒性试验[J].水产学报,2000,24 (1):32-36

Jia X P,Lin Q,Cai W G,et al.Toxicity of crude oil and fuel oils to important mariculture and multiplication organisms of South China Sea[J].Journal of Fisheries of China,2000,24(1):32-36(in Chinese)

[26] 黄南建,陈海刚,张林宝,等.南海LH原油和0#柴油对3种海水增养殖生物的急性毒性研究[J].南方水产科学,2015,11(2):72-78

Huang N J,Chen H G,Zhang L B,et al.Acute toxicity of South China Sea LH crude oil and NO.0 diesel to three mariculture and multiplication organisms[J].South China Fisheries Science,2015,11(2):72-78(in Chinese)◆

Evaluation on Effects of Hexabromocyclododecane on Acetylcholinesterase and Oxidative Stress in the Brain of Juvenile Crimson Snapper（Lutjanus erythopterus）

Chen Haigang,Gong Xiuyu,Zhang Zhe,Ma Shengwei,Zhang Linbao,Hu Ying,Cai Wengui,Jia Xiaoping*

South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Key Laboratory of Fishery Ecology Environment, Guangdong Province,Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation&Utilization,Ministry of Agriculture,Scientific Observing and Experimental Station of South China Sea Fishery Resources&Environments,Ministry of Agriculture,Guangzhou 510300,China

19 August 2015 accepted 30 September 2015

Hexabromocyclododecane(C12H18Br6,HBCD)has recently become the priority pollutant and the high production volume chemical due to its persistence in environment.In this study,we evaluated the potential oxidative damage and neurotoxicity of different concentrations of HBCD solutions(8.6 μg·L-1,43.0 μg·L-1and 215 μg ·L-1)on brain tissues of juvenile crimson snapper(Lutjanus erythopterus).Both nonspecific biomarkers,including SOD,GST and MDA,and specific biomarkers(e.g.,AChE)were selected.The stress level and toxic effects of HBCD were also evaluated using the integrated biomarker responses index(IBR).We found that the effects of HBCD on SOD and GST activities of brain tissues were different.SOD activities were positively related with the HBCD concentration during the early exposure period,but negatively related under prolonged exposure time.MDA contents and AChE activities were induced or inhibited after adding HBCD and the effects were dose-dependent.For low-dose groups,MDA contents dropped significantly at first and then increased significantly,while AChE activities showed the opposite process.For medium-dose groups,both MDA contents and AChE activities were induced. For high-dose groups,MDA contents increased significantly at first and then dropped significantly,while AChE activities showed the opposite process.The IBR analysis showed that the stress sensitivity of four kinds of biomarkers to HBCD solutions was ranked as:SOD>GST>AChE>MDA.The stress effects under medium and high concentrations were much stronger than those under other concentrations.

hexabromocyclododecane;Lutjanus erythopterus;acetylcholinesterase;oxidative stress;integrated biomarker responses index(IBR)

2015-08-19 录用日期：2015-09-30

1673-5897（2016）3-243-08

X171.5

A

10.7524/AJE.1673-5897.20150819002

简介：贾晓平(1949—)，男，研究员，主要研究方向为海洋渔业资源与渔业生态环境，出版专著10部、论文100余篇。

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(2014TS11，2015TS01，2013YD07)，广东省渔业生态环境重点实验室开放基金课题(GDKL2012001)，农业部南海渔业资源开发利用重点实验室开放基金课题(LSF2011-06)

陈海刚(1980-)，男，博士，副研究员，研究方向为渔业环境污染机理与保护，E-mail:hgchenes@163.com

*通讯作者（Corresponding author），E-mail:jxp60@tom.com